專利名稱：一種直流大電流測量方法及測量設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于直流大電流的自動測量方法和設(shè)備，特別適用于冶金、化工、炭素等工業(yè)對現(xiàn)場直流大電流進(jìn)行測量和控制。
目前在冶金、化工、炭素、機(jī)械行業(yè)普遍采用的對現(xiàn)場直流大電流的測量均采用霍爾零磁通測量儀，其工作原理如

圖1所示。圖1是霍爾零磁通測量儀的工作原理示意圖。參照圖1。在測量頭矩形鐵芯T上繞有反饋線圈L2鐵芯氣隙中裝有霍爾元件H。被測母排L1穿過測量頭，當(dāng)L1中有直流電流I1通過時，在鐵芯T中產(chǎn)生磁通ψ1，在ψ1的作用之下霍爾元件上也將產(chǎn)生一霍爾電勢。該電勢經(jīng)高增益放大器K放大和處理后輸出一反饋電流I2，I2通過反饋線圈L2在鐵芯中產(chǎn)生磁通ψ2，ψ2與ψ1方向權(quán)反，這樣便構(gòu)成一個閉環(huán)的負(fù)反饋自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當(dāng)放大器的增益K足夠大時，ψ2將會與ψ1相等，正反兩個磁通相互抵消，鐵芯中的磁通接近于零。
測量頭采用多個通道，在測量儀各通道中的磁通達(dá)到平恒而接近于零時，應(yīng)用磁路金電流定律可得I1=2l = 1hI = 1]]>式中I1一被測電流
I2-反饋電流2]]>-反饋繞組匝數(shù)h-反饋線圈個數(shù)由上式可見當(dāng)通道數(shù)h及反饋線圈匝數(shù)2]]>確定后，反饋電流I2與被測電流I1成正比。使用I2可以表示I1數(shù)量的大小，I2可由標(biāo)準(zhǔn)電阻R上的電壓降測得。
上述測量方法和設(shè)備存在如下缺點不適應(yīng)于機(jī)械振動較大和有沖擊的場合;一次儀表工藝要求高且不能遠(yuǎn)距離傳輸;不能現(xiàn)場效驗電流測量精度。
本發(fā)明的任務(wù)是為克服已有技術(shù)存在的上述問題而提供一種新的測量方法和測量設(shè)備。
本發(fā)明的任務(wù)是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的原理現(xiàn)在工業(yè)上使用的導(dǎo)電母排基本上為銅排或鋁排，這兩種導(dǎo)體都具有一定電阻，其阻值在一定范圍內(nèi)隨溫度升降作線性變化，公式為R＝ (L)/(S) .ρ式中R電阻L導(dǎo)體長度S導(dǎo)體橫截面積ρ電阻溫度系數(shù)從上式可知，對于一定長度的導(dǎo)體，只要知道溫度，就能計算出電阻值;根據(jù)歐姆定律I＝ (V)/(R) 只要采集到一定長度導(dǎo)體上的電壓變化值和溫度變化值。把導(dǎo)體的電阻溫度系數(shù)和計算公式輸入計算機(jī)，計算機(jī)就會根據(jù)采集到的電壓、溫度信號和計算公式計算出電流值。
具體技術(shù)方案本發(fā)明包括將信號從導(dǎo)電母排上取出的方法和為實施將該方法取出的信號進(jìn)行處理與顯示的測量設(shè)備。
圖2是本發(fā)明的工作原理示意圖。
參照圖2，其信號取出的方法是在導(dǎo)電母排L1上相距一定長度的A、B兩點分別引出一根導(dǎo)線提取電壓信號，在導(dǎo)電母排L1上任選一點用溫度傳感器F提取溫度信號，然后將電壓信號輸入到測量儀的電壓信號輸入端C、D將溫度信號通過三根導(dǎo)線輸入到溫度信號輸入端g.h.l。
測量設(shè)備包括由電阻R1、R2，電容C1、C2組成的二級阻容濾波和電壓隔離放大器(1)構(gòu)成的電壓信號處理部分，溫度隔離放大器構(gòu)成的溫度信號處理部分(2)、轉(zhuǎn)換器(3)、連接轉(zhuǎn)換器(3)的計算部分(4)和將計算結(jié)果顯示的顯示部分(5)組成，阻容濾波的輸出端接電壓隔離放大器(1)的輸入端J1、J2，電壓隔離放大器(1)及溫度隔離放大器(2)的輸出端分別連接轉(zhuǎn)換器(3)的輸入端K1、K2二級阻容濾波部分主要是用于去除遠(yuǎn)距離傳輸中的工頻率干擾和整流波干擾;電壓隔離放大器(1)，溫度隔離放大器(2)用于將取出的電壓信號和溫度信號放大，轉(zhuǎn)換器(3)用于將來自電壓隔離放大器和溫度隔離放大器的電壓信號和溫度信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號或頻率信號，然后送入計算機(jī)部分(4)，計算機(jī)根據(jù)采集來的溫度按輸入的公式R＝ (L)/(S) .ρ計算出電阻，再按輸入的歐姆定律公式I＝ (V)/(R) 計算機(jī)出被測電流，送入顯示器顯示。在實施中，轉(zhuǎn)換器部分(3)可以采用A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，也可以采用A/F頻率轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成頻率信號。計算部分可以用計算機(jī)或單片機(jī)，顯示器任意。
上述測量方法和按上述技術(shù)方案制造的測量儀具有一次儀表轉(zhuǎn)輸距離遠(yuǎn)，抗強(qiáng)振動和沖擊，測量精度高，耗電小等優(yōu)點。
實施例電阻R1、R247歐姆電容C1、C2470微法電壓隔離放大器(1)銀燕電腦公司GBS-13
溫度隔離放大器(2)銀燕電腦公司GBS-29轉(zhuǎn)換器A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器計算機(jī)IBM-PC計算機(jī)達(dá)到性能指標(biāo)精度0.1%一次儀表信號轉(zhuǎn)輸距離大于200米耗電小于200瓦
權(quán)利要求
1.一種直流大電流測量方法和測量設(shè)備，包括將信號從導(dǎo)電母排L1上取出的方法以及為實施將取出的信號進(jìn)行處理、收集與顯示而專門設(shè)計的測量設(shè)備，其信號取出方法是在導(dǎo)電母排L1上相距一定長度的A、B兩點各引出一根導(dǎo)線提取電壓信號輸送到測量設(shè)備的電壓信號輸入端C、D上，在導(dǎo)電母排L1上的任意一點用溫度傳感器提取溫度信號輸送到測量設(shè)備的溫度信號輸入端g.h.i上，由測量設(shè)備根據(jù)輸入的R= (L)/(S) ·ρ公式和歐母定律公式Ⅰ= (V)/(R) .計算和顯示測得的電流讀數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征是導(dǎo)電母排L1上A、B兩點間的距離根據(jù)測量儀中電壓隔離放大器(1)的輸入值決定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法和設(shè)備，測量儀包括由電阻R1、R2，電容C1、C3組成的二級阻容濾波和電壓隔離放大器(1)構(gòu)成的電壓信號處理部分、溫度隔離放大器(2)構(gòu)成的溫度信號處理部分(2)、轉(zhuǎn)換器(3)、連接轉(zhuǎn)換器(3)的計算部分(4)和將計算結(jié)果顯示的顯示部分(5)，阻容濾波部分的輸出端接至電壓隔離放大器(1)的輸入端J1、J2上，電壓隔離放大器(1)的輸出端連接轉(zhuǎn)換器(3)的端入端K1，溫度隔離放大器(2)的輸出端連接轉(zhuǎn)換器(3)的輸入端K2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量設(shè)備，其特征是電壓隔離放大器(1)、溫度隔離放大器(2)分別采用銀燕電腦公司生產(chǎn)出售的GBS-13和GBS-29隔離放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量設(shè)備，其特征是轉(zhuǎn)換器(3)為A/B模數(shù)轉(zhuǎn)換器或A/F電壓頻率轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量設(shè)備，其特征是計算部分(4)采用IBM-PC計算機(jī)或任意單片機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量設(shè)備，其特征是顯示部分(5)為任意顯示器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直流大電流的測量方法和為實施該方法而專門設(shè)計的測量儀，主要技術(shù)方案是在導(dǎo)電母排L
文檔編號G01R15/14GK1087176SQ93111740
公開日1994年5月25日 申請日期1993年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月10日
發(fā)明者丁建國 申請人:徐州電極實業(yè)集團(tuán)公司